CN201025677Y

CN201025677Y - 蓄电池充电器

Info

Publication number: CN201025677Y
Application number: CNU2007200782112U
Authority: CN
Inventors: 吴菊林; 虞伟飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2017-01-11

Abstract

蓄电池充电器包括整流电路，滤波电路，变压器和控制电路，市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接，变压器输出端接IC模块A的输入端，IC模块A的温度补偿端、电压检测端接蓄电池，电流控制端口接IC模块B，IC模块B的脉冲输出端为充电接口。本充电器充电分为快慢两个阶段。接通IC模块B的端口1为快充，输出脉冲电流I_AV_A，V_A等于或稍小于待充蓄电池的临界电压；待蓄电池的电压升至临界电压，IC模块A断开与IC模块B端口1，蓄电池电压降至额定电压，IC模块A接通IC模块B的端口2，输出脉冲电流I_BV_B，I_B＝0.1I_A～0.2I_A，V_B＝0.97V_A～V_A，蓄电池再次升至充电电压，再断开端口2、降至额定电压再接通，反复循环间歇慢充，至蓄电池电压保持为额定电压。

Description

蓄电池充电器

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种充电器，特别是一种用于铅酸蓄电池组的蓄电池充电器。

(二)背景技术：

铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉，使用十分广泛。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。现有的充电器大多数都会出现电池欠充及过充的现象。

蓄电池欠充是电池尚未恢复到原有的电压容量，极板的化学还原反应未完成。蓄电池长期的欠充，部分极板上即产生硫酸铅结晶、出现钝化现象，表面即难以再通过还原反应复原，这部分极板只占空间和重量而不能再参与电化学反应释放电能。

过充是指电池达到临界电压后再继续充电。电池被过充，特别是高倍率大电流连续过充，因正极产生的氧气来不及被消耗，电池内压升高，将会使蓄电池的外壳鼓底、凸肚，甚至开裂漏液。蓄电池报废。

在对多个蓄电池组成的蓄电池组充电时，常会因各电池容量差异导致有些电池被过充，有些电池欠充。放电时容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池性能会迅速显著降低，电池受到损害，出现漏液或低(零)电压等现象，降低蓄电池的使用寿命。

针对蓄电池的充电问题，现有大量各种防止过充或欠充的新型脉冲或智能充电器出现。如中国实用新型专利01247648.X“智能循环间歇脉冲充电器”具有预充恒流、恒压、涓充三段循环式充电模式，精度高，利于延长电池寿命。但此类充电器多采用单片机控制电路，电路比较复杂，充电器成本较高。另外并未解决浮充时电压控制问题，还是会发生过充。特别是在对电池组充电时，因各电池状况不可能完全一致，现有的充电器难以保证对各个电池恰当地充足电且又不过充。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种结构简单，保证充电容量，且有效防止过充和欠充，延长蓄电池寿命的蓄电池充电器。

本实用新型公开的蓄电池充电器包括整流电路，滤波电路，变压器和控制电路，控制电路又包括IC模块A和IC模块B，IC模块A有温度补偿、电流取样和电压反馈的作用，IC模块B可以产生脉冲电流。市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接，变压器输出端接IC模块A的输入端，IC模块A的温度补偿端、电压检测端接待充电的蓄电池，IC模块A的电流控制端口接IC模块B，而IC模块B的脉冲输出端为本充电器的充电接口。

本充电器的充电方式分为脉冲式快充和间歇式慢充两个阶段。IC模块B产生脉冲电流和电压，接通其端口1，IC模块B产生脉冲电流I_A电压V_A，V_A等于或稍小于待充蓄电池的临界电压。接通端口2，IC模块B产生脉冲电流I_B和电压V_B，I_B＝0.1I_A～0.2I_A，V_B＝0.97V_A～V_A，IC模块A对待充电蓄电池经电压检测端进行电压检测、并根据待充蓄电池电压其电流控制端接通IC模块B的不同端口，控制充电器的输出电流。

本充电器对蓄电池充电时，市电送入全波整流电路，提取直流电流部分，通过滤波电路使电压波动得到有效控制，然后再由变压器把提取后得到的电压转化成IC模块的额定电压值。IC模块A对待充电蓄电池电压进行检测、并根据待充蓄电池的电压，接通IC模块B的不同端口、控制其输出。开始充电时，IC模块A检测到蓄电池的电压低于额定的电压，接通IC模块B的端口1，以脉冲电流对蓄电池进行较大电流充电。充电初期，待充电蓄电池的正负极板都处于硫酸铅状态，有较大的接受能力，所以初期采用脉冲大电流快充。随着待充电蓄电池极板物质不断得到还原，电压不断升高，当IC模块A检测到待充电蓄电池的电压升至临界电压时，其电流控制端断开与IC模块B的端口1的连接、暂停蓄电池的充电。此时蓄电池的电压只是一个虚电压，随极板表面物质化学反应的进行，待充电蓄电池表现的虚充电压回落，当IC模块A检测蓄电池电压低于额定电压值后，IC模块A的电流控制端接通IC模块B的端口2，IC模块B以较小的脉冲电流对蓄电池进行充电。此时的充电器进入间歇式慢充阶段。当IC模块A再次检测待充电蓄电池的电压与充电器输出电压相同时，其电流控制端再次断开与IC模块B端口2的连接、暂停对蓄电池的充电。当蓄电池电压又一次低于额定电压值后，IC模块A重新接通IC模块B的端口2，再次以小电流充电。如此反复间歇式小电流充电，至待充电蓄电池的电压稳定不低于额定电压值时，既完成充电。

本充电器的IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池，充电器对蓄电池充电过程中，蓄电池的极板间产生化学反应使其温度升高，这时IC模块A对蓄电池有温度补偿的作用，使蓄电池不会发热。

本蓄电池充电器的优点为：1、根据蓄电池的极板活性物质反应情况自动调节充电方式，从而使电池储存能量达到最大饱和度，IC模块A在检测到充电蓄电池的电压达临界电压时，其电流控制端暂停、并改变与IC模块B连接的端口，对蓄电池以不同的脉冲电流进行充电，故不会发生过充现象；2、本充电器的间歇脉冲充电方式，能够对蓄电池极板进行修复，清除极板表面沉积的硫酸铅结晶，并有效地防止新的结晶硫化物产生；恢复蓄电池极板的高效工作状态，保证蓄电池稳定的容量输出，提高蓄电池的工作效率，大大延长蓄电池寿命；3、本充电器用于对蓄电池组充电时，能有效平衡各单个电池电压，尽管电池组的各电池容量存在差异，本充电器不会造成某个电池过充，而是使各电池均陆续达到最大饱和状态，从而提高了充电效率和蓄电池循环使用寿命；4、本充电器还有保护蓄电池电极不发热的补偿功能；5、本充电器主要部件均为市售元器件，结构简单，成本低，易于生产制作。

(四)附图说明：

图1为本蓄电池充电器实施例的电路原理图。

(五)具体实施方式：

如图1所示为本蓄电池充电器实施例的电路原理图，市电与全波整流电路、滤波电路和变压器初级连接，变压器次级接IC模块A和IC模块B。

本例的充电器用于对蓄电池组进行充电，单个蓄电池饱和时的额定电压为14V，临界电压为14.75V。四个蓄电池为一组，蓄电池组的额定电压为56V。蓄电池组的临界电压为59V±0.2V。本例中的IC模块A采用非固定频率电流模式控制器，IC模块B为脉冲发生集成电路。IC模块A连接IC模块B的端口1或端口2，IC模块B接通不同端口时分别产生脉冲电流I_A、V_A和I_B、V_B。本例中I_A为3.5A，V_A为59V；I_B为0.5A，V_B为57.2V。IC模块A检测待充电蓄电池电压为临界电压59V±0.2V，断开与IC模块B端口1连接。

充电器与待充电蓄电池组连接进行充电，充电初期IC模块A连接IC模块B的端口1，充电器输出端的3.5A、59V的脉冲电流对电池组充电，为快充阶段。当IC模块A检测到蓄电池组电压达到临界电压59V±0.2V，即每个电池的电压为14.75V时，断开IC模块B的端口1，暂停充电，保证电池不会发生过充。此时蓄电池组表现的虚电压在充电暂停期间逐渐下降，当降至低于额定电压56V时，IC模块A接通IC模块B的端口2，充电器输出端的0.5A±0.02A、57.2V～59V的脉冲电流对电池组再次充电。当IC模块A再次检测到蓄电池组的电压达到充电器输出电压，又暂断开与IC模块B的端口2的连接、暂停充电。蓄电池组电压又再次下降，当再低于额定电压56V，IC模块A再次接通IC模块B的端口2、再对蓄电池进行小电流充电。如此反复循环、间歇式小电流充电。单个蓄电池的临界电压为14.75V，因本充电器对蓄电池组的充电电压最高为59V，每个蓄电池上的压降为14.75V，所以当某个蓄电池的电压达到14.75V临界电压，对该蓄电池的充电即停止，因此不会过充。而其它电池仍可继续进行充电还原反应。多次反复间歇充电后蓄电池组各电池的电压稳定上升，且各个电池的电压平衡均等。至间歇之后，IC模块A检测到蓄电池组电压回落后仍不低于56V，即蓄电池组的电压达到饱和状态的额定电压值时，停止充电。

本例的充电器IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池，充电器对蓄电池充电过程中，蓄电池的极板间产生化学反应，温度升高，这时IC模块A的温度补偿端对蓄电池进行温度补偿，使蓄电池不发热。

Claims

1.蓄电池充电器，包括全波整流电路，滤波电路，变压器和控制电路，市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接，其特征在于：所述控制电路有IC模块A和IC模块B，变压器输出端接IC模块A的输入端，IC模块A接IC模块B；IC模块B的脉冲输出端为本充电器的充电接口、接待充电蓄电池。

2.根据权利要求1所述的蓄电池充电器，其特征在于：所述IC模块B有两个不同端口，IC模块A接通其端口1，IC模块B产生脉冲电流I_A和电压V_A，V_A等于或稍小于待充蓄电池的临界电压；IC模块A接通端口2，IC模块B产生脉冲电流I_B和电压V_B，I_B＝0.1I_A～0.2I_A，V_B＝0.97V_A～V_A。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电池充电器，其特征在于：所述IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池。

4.根据权利要求2所述的蓄电池充电器，其特征在于：所述IC模块B的端口1接通，充电器输出端的脉冲电流I_A＝3.5A、V_A＝59V；IC模块B的端口2接通，充电器输出端脉冲电流I_B＝0.5A、V_B＝57.2～59V。

5.根据权利要求1或2所述的蓄电池充电器，其特征在于：所述IC模块A为非固定频率电流模式控制器，所述IC模块B为脉冲发生集成电路。

6.根据权利要求4所述的蓄电池充电器，其特征在于：所述IC模块A检测待充电蓄电池的电压为59±0.2V断开IC模块B的端口1。